資源簡(jiǎn)介

　 案例《影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素有哪些》
【導(dǎo)言】
這是義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《科學(xué)》（浙教版）八年級(jí)下冊(cè)第四章第二節(jié)電生磁后的一個(gè)探究?jī)?nèi)容。不過(guò)探究題目是《影響通電螺線管磁性強(qiáng)弱的因素》，本人將其改成《影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素》，我認(rèn)為更恰當(dāng)，具體原因見(jiàn)后面[反思與評(píng)價(jià)]。它編排在直線電流的磁場(chǎng)和通電螺線管的磁場(chǎng)的后面，是對(duì)學(xué)生關(guān)于前面學(xué)習(xí)成果的應(yīng)用和檢驗(yàn)。同時(shí)，這是一個(gè)理論與實(shí)踐相結(jié)合的探究，主要目的是強(qiáng)化學(xué)生探究過(guò)程中建立假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以及比較不同方案優(yōu)缺點(diǎn)的思維訓(xùn)練，體會(huì)控制變量法的重要性，及在科學(xué)探究中的廣泛應(yīng)用，并提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力和合作交流精神。但由于時(shí)間有限，在課堂上只能完成幾個(gè)常見(jiàn)影響因素的探究，課后教師可指導(dǎo)學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，對(duì)其它做出的假設(shè)繼續(xù)進(jìn)行驗(yàn)證。
【案情】
師：老師從工廠車(chē)間取了一瓶金屬粉末，里面混有鐵屑和銅屑，誰(shuí)能幫老師把這兩種不同金屬分離開(kāi)來(lái)呢？
生：用磁鐵把鐵屑吸引出來(lái)。（很快就有學(xué)生答出來(lái)）
師：很好！可是現(xiàn)在沒(méi)有磁鐵，同學(xué)們有什么其它的好方法嗎？（停頓讓學(xué)生思考片刻）我這兒可以提供一枚鐵釘、一根金屬絲、一節(jié)電池和若干導(dǎo)線。
學(xué)生進(jìn)行小組討論（大約３分鐘）
生：我們小組利用金屬絲做一個(gè)螺線管，插入鐵釘使其磁性增強(qiáng)，然后通電，用它來(lái)吸引鐵屑，從而將兩者分離開(kāi)來(lái)。
師：這個(gè)辦法非常好！我們把通電螺線管中插入一根鐵芯的裝置稱(chēng)為電磁鐵。現(xiàn)在同學(xué)們就利用鐵釘、金屬絲動(dòng)手制作一個(gè)電磁鐵。
學(xué)生進(jìn)行小組活動(dòng)（大約５分鐘）
師：讓我們一起來(lái)欣賞大家的制品吧（實(shí)物投影）。咦！不同小組的電磁鐵都有所不同哦！同學(xué)們發(fā)現(xiàn)了嗎？
生：線圈匝數(shù)不同，纏繞方向不同，鐵釘長(zhǎng)度不同……（學(xué)生爭(zhēng)先發(fā)言）
師：同學(xué)們觀察得都非常仔細(xì)。假如老師給它們都通上電，那這些電磁鐵的磁性一樣嗎？
生：應(yīng)該不一樣吧！（有點(diǎn)疑惑）
師：如果不一樣，那么影響電磁鐵的磁性強(qiáng)弱因素有哪些呢？請(qǐng)同學(xué)們開(kāi)動(dòng)腦筋，大膽地提出你們的假設(shè)。
生：電流大小、電流方向、線圈匝數(shù)。
生：鐵芯長(zhǎng)度、鐵芯粗細(xì)、線圈纏繞方向。
……
師：同學(xué)們提的假設(shè)可能都有道理。但是，要獲得正確的結(jié)論，在實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，我們應(yīng)該如何控制這些變量呢？
生：控制被研究因素不同，其它因素都相同。
師：這種科學(xué)研究方法叫什么呢？
生：控制變量法。（全班異口同聲）
師：很好！不過(guò)由于時(shí)間有限，我們今天就來(lái)研究其中２個(gè)因素：電流大小、線圈匝數(shù)。但是電磁鐵的磁性強(qiáng)弱是看不到的，我們可以通過(guò)什么來(lái)顯示呢？
生：吸引鐵屑的多少。如果鐵屑越多，就說(shuō)明電磁鐵的磁性越強(qiáng)。
師：這方法很棒！那現(xiàn)在就請(qǐng)同學(xué)們利用桌上的器材，完成“電流大小和線圈匝數(shù)對(duì)電磁鐵磁性強(qiáng)弱影響”的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。
學(xué)生進(jìn)行小組設(shè)計(jì)（大約１０分鐘）
師：哪一組首先來(lái)分享一下研究電流大小對(duì)電磁鐵磁性強(qiáng)弱影響的設(shè)計(jì)方案？
生：我們組是制作兩個(gè)有相同匝數(shù)的電磁鐵，將它們分別接入兩個(gè)電路，使供電的電池?cái)?shù)目不同從而來(lái)改變電流大小。通電后，觀察比較兩者吸引鐵屑的多少。（并投影設(shè)計(jì)的電路圖）
師：很好！其他組還有什么不同的方案嗎？
生：我們組是采用一個(gè)電磁鐵，并在電路中接入一個(gè)滑動(dòng)變阻器，移動(dòng)觸片改變電阻從而改變電路中電流大小。（并投影設(shè)計(jì)的電路圖）
師：這兩種方案都可行！現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們當(dāng)評(píng)委，比一比，哪一種方案更好呢？
生：第二種。這種方案實(shí)驗(yàn)操作更加方便。（小組討論后回答）
師：那關(guān)于線圈匝數(shù)對(duì)電磁鐵磁性強(qiáng)弱影響的設(shè)計(jì)方案呢？哪一組來(lái)匯報(bào)下？
生：我們組是將兩個(gè)電磁鐵串聯(lián)在同一個(gè)電路中，使它們電流大小相同，其中一個(gè)電磁鐵的線圈匝數(shù)多，另一個(gè)線圈匝數(shù)少。通電，觀察比較它們吸引鐵屑的多少。（并投影設(shè)計(jì)的電路圖）
生：我們組不是這樣的。我們是把兩個(gè)電磁鐵分別接入兩個(gè)電路，控制電流大小相同，線圈匝數(shù)不同，一個(gè)多一個(gè)少。通電，觀察吸引鐵屑情況。（并投影設(shè)計(jì)的電路圖）
師：這兩種設(shè)計(jì)方案都是可以的，哪一種顯得更好呢？
生：第一種。第二種電流大小太難控制了。（小組討論后回答）
師：其實(shí)只要同學(xué)們?cè)敢鈩?dòng)腦筋，設(shè)計(jì)的方案肯定還有很多。現(xiàn)在我們就按照剛才選出的兩種最佳方案來(lái)動(dòng)手研究電流大小、線圈匝數(shù)到底是怎樣影響電磁鐵的磁性強(qiáng)弱的？
學(xué)生進(jìn)行小組操作（大約８分鐘）
師：同學(xué)們觀察到什么現(xiàn)象？
生：電流越大，吸引鐵屑越多；線圈匝數(shù)越多，吸引鐵屑越多。
師：根據(jù)此現(xiàn)象，你們可得出什么結(jié)論呢？
生：當(dāng)其它因素相同時(shí)，電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；當(dāng)其它因素相同時(shí)，線圈匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。（全班齊答并朗讀一次）
師：今天我們只研究了２個(gè)影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素，至于其它的假設(shè)同學(xué)們?cè)谡n堂外可以組成一個(gè)興趣小組繼續(xù)去探究。
師：通過(guò)上面的學(xué)習(xí)，我們重新回到課前的問(wèn)題：如何來(lái)分離鐵屑與銅屑的混合物？磁鐵好還是電磁鐵好呢？請(qǐng)說(shuō)明理由。
生：……（學(xué)生踴躍發(fā)言、各抒己見(jiàn)）
【反思與評(píng)價(jià)】
原本，教科書(shū)上探究的問(wèn)題是“影響通電螺線管磁性強(qiáng)弱的因素”，但仔細(xì)想想，通過(guò)前一節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)明白帶鐵芯的通電螺線管比不帶鐵芯的通電螺線管磁性要強(qiáng)，如果沒(méi)有鐵芯，磁性會(huì)很弱，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很不明顯。而且生活中應(yīng)用的幾乎都是電磁鐵。因此插入“是否帶鐵芯”這個(gè)影響因素反而顯得累贅，于是改成更直接的提法：“影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素有哪些？”這樣教學(xué)目標(biāo)更加明確突出，也為下一節(jié)電磁鐵的應(yīng)用教學(xué)起著鋪墊作用。
課前由如何分離鐵屑與銅屑的混合物引入，這樣的生活事例非常貼近學(xué)生，學(xué)生的第一反應(yīng)會(huì)想到磁鐵，教師給予肯定的同時(shí)，卻告之沒(méi)有磁鐵，那該怎么辦？一揚(yáng)一抑，更能激發(fā)學(xué)生的探究興趣。在課堂的最后，教師重新將這個(gè)問(wèn)題呈現(xiàn)出來(lái)，不僅內(nèi)容上前后呼應(yīng)，更能及時(shí)檢測(cè)學(xué)生掌握知識(shí)情況如何。
本節(jié)教學(xué)著重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)猜想的意識(shí)和方法。讓學(xué)生知道猜想并不是盲目地猜，而是建立在已有事實(shí)、現(xiàn)象的基礎(chǔ)之上，根據(jù)一定的科學(xué)原理進(jìn)行的一種重要的科學(xué)活動(dòng)。教師可以向?qū)W生提供鐵釘、金屬絲，讓他們自由發(fā)揮制作各自的電磁鐵，然后通過(guò)比較不同制品發(fā)現(xiàn)許多差異，從而提出這些不同因素可能都會(huì)影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱。當(dāng)然，學(xué)生可能會(huì)有一些奇思怪想，教師應(yīng)給予肯定和鼓勵(lì)，以培養(yǎng)學(xué)生大膽猜想的意識(shí)。在學(xué)生提出各種因素之后，教師加以小結(jié)歸納，并讓學(xué)生積極思考、相互討論設(shè)計(jì)方案確定某一因素與磁性強(qiáng)弱的關(guān)系。全班學(xué)生肯定會(huì)提出多種方案，教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)同種因素的不同方案進(jìn)行比較，最后確定最佳方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，從而驗(yàn)證假設(shè)，得出結(jié)論。
整個(gè)探究過(guò)程從做出猜想，到設(shè)計(jì)方案，再到進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)，最后得出結(jié)論，學(xué)生體驗(yàn)了像科學(xué)家那樣進(jìn)行科學(xué)探究的過(guò)程，他們?cè)谳p松氛圍中思考、交流，在合作探究、學(xué)習(xí)中得到嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)訓(xùn)練。這正體現(xiàn)了新課程理念――以學(xué)生為本。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師應(yīng)當(dāng)要扼制自己極力表現(xiàn)的欲望，切忌出現(xiàn)傳統(tǒng)的填鴨式灌輸。教師只是扮演一個(gè)引路人的角色，他在課堂中主要作用是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，引導(dǎo)學(xué)生插上思維的翅膀，并給予足夠的空間與時(shí)間，讓學(xué)生在這廣闊的藍(lán)天中自由翱翔，放飛想像，不斷創(chuàng)新，充分展現(xiàn)自己的才能！
陳 肖

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